TCAN1043N-Q1：汽车级CAN FD收发器的卓越之选

在汽车电子领域，CAN FD收发器作为关键组件，对于保障汽车电子系统的高效、稳定运行起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨一下德州仪器（TI）推出的TCAN1043N-Q1汽车级CAN FD收发器，看看它究竟有哪些独特的魅力。

文件下载：tcan1043n-q1.pdf

一、产品特性亮点

1. 严格标准与广泛兼容性

TCAN1043N-Q1完全符合面向汽车应用的AEC Q100标准，并且是功能安全型产品，还能提供用于功能安全系统设计的文档。它满足ISO 11898 - 2:2024的要求，工作输入电压范围宽广，既能支持传统CAN，又能支持CAN FD，数据速率最高可达8Mbps。同时，其$V_{IO}$电平转换支持1.7V至5.5V，可适配多种不同的控制器。

2. 丰富工作模式

该收发器拥有正常模式、静音模式、待机模式和低功耗睡眠模式等多种工作模式，能根据不同的应用场景灵活切换，有效降低系统功耗。例如，在车辆处于待机或休眠状态时，可切换到低功耗睡眠模式，减少不必要的能量消耗。

3. 强大保护功能

TCAN1043N-Q1具备一系列保护特性，如±58V CAN总线容错、VSUP上支持负载突降、IEC ESD保护、欠压保护、热关断保护以及TXD显性状态超时（TXD DTO）等。这些保护功能就像一层坚固的铠甲，能有效保障收发器在复杂恶劣的汽车环境中稳定可靠地工作。

二、引脚配置与功能解析

1. 引脚类型与说明

TCAN1043N-Q1采用14引脚封装，包括SOIC、SOT和VSON等不同封装形式。每个引脚都有其特定的类型和功能，例如：

• TXD引脚是CAN发送数据输入，集成上拉电阻，用于将控制器的发送数据传输到收发器。
• RXD引脚是CAN接收数据输出，当$V_{IO}$ < UV时为三态，可将接收到的数据反馈给控制器。
• INH引脚是抑制引脚，为高压输出，可用于控制系统稳压器和电源，在低功耗模式下发挥重要作用。

  2. 引脚配置图

  文档中提供了不同封装形式的引脚配置图，如D和DYY封装（14引脚SOIC和SOT）以及DMT封装（14引脚VSON）的顶视图，这些图形能帮助工程师更直观地了解引脚的布局和连接方式，方便进行电路设计和布线。

三、规格参数解读

1. 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。TCAN1043N-Q1在电源电压、电流、结温、贮存温度等方面都有明确的限制范围。例如，其结温范围为 - 40°C至165°C，贮存温度范围为 - 65°C至150°C。超出这些绝对最大额定值运行可能会对器件造成永久损坏，因此在设计过程中必须严格遵守这些参数要求。

2. ESD等级

该收发器具有良好的ESD防护能力，人体放电模型（HBM）下，Vsup、CANH、CANL和WAKE以地为基准的ESD等级为±8000V，除这些引脚外的所有引脚为 + 4000V；充电器件模型（CDM）下，所有引脚的ESD等级为±750V。这使得它能够有效抵御静电放电的干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

3. 建议运行条件

为了使器件能够正常、稳定地工作，文档中给出了建议运行条件。例如，VSUP电源电压建议在4.5V至40V之间，$V_{IO}$ I/O电源电压建议在1.7V至5.5V之间等。工程师在设计电路时，应尽量让器件在这些建议运行条件下工作，以充分发挥其性能。

四、工作模式与状态机分析

1. 多种工作模式

TCAN1043N-Q1有正常模式、静音模式、待机模式、进入睡眠模式和睡眠模式等多种工作模式。不同模式下，器件的驱动器、接收器、RXD和INH引脚的状态各不相同。例如，在正常模式下，CAN驱动器和接收器均能完全正常运行，CAN通信双向进行；而在静音模式下，CAN驱动器禁用，接收器正常运行，只能接收数据。

2. 状态机图示

文档中的状态机图（如图7 - 4）直观地展示了器件在不同条件下的模式转换过程，帮助工程师更好地理解和控制器件的工作状态。通过合理设置EN、nSTB等引脚的电平以及监测WAKERQ标志等，可以实现器件在不同模式之间的灵活切换，以满足不同的应用需求。

五、应用信息与设计建议

1. 典型应用场景

TCAN1043N-Q1适用于多种汽车电子应用场景，如车身电子装置和照明、汽车网关、高级驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统与仪表组以及混合动力、电动和动力总成系统等。在这些应用中，它能与主机微处理器或FPGA协同工作，实现CAN总线通信。

2. 设计要求与建议

在进行电路设计时，需要考虑总线负载能力、长度和节点数等因素。TCAN1043N-Q1的差分输入电阻RID至少为50kΩ，理论上在单个总线段上支持超过100个收发器，但实际应用中，由于系统和电缆中的信号损失、寄生负载等问题，实际的最大节点数通常会更少。此外，为了实现可靠运行，应在尽可能靠近电源引脚的位置放置100nF去耦电容器，以减少电源电压波纹。在PCB布局方面，应采用高频布局技术，将保护和滤波电路放置于尽可能靠近总线连接器的位置，以防止瞬变脉冲群、ESD和噪声对电路板的干扰。

六、总结与展望

TCAN1043N-Q1凭借其丰富的特性、合理的引脚配置、明确的规格参数、多样的工作模式以及广泛的应用场景，成为汽车级CAN FD收发器市场中的一款优秀产品。它能为汽车电子系统的设计提供可靠的通信解决方案，帮助工程师应对复杂多变的汽车电子环境。随着汽车电子技术的不断发展，相信TCAN1043N-Q1将在更多的汽车应用中发挥重要作用，为汽车的智能化、电动化发展贡献力量。同时，工程师在使用该器件时，应充分理解其各项特性和参数，结合实际应用需求进行合理的设计和优化，以确保系统的性能和可靠性达到最佳状态。